在火灾自动报警体系中，光电感烟勘探器是重要的火灾勘探设备，其肩负着现场火情情况的实时监测、及时发现并向火灾报警操控器上传火灾信息的效果。其作业原理是利用了烟雾对光的散射效果(光源一般挑选近红外器材，技能老练，价格便宜)，经过接纳某一角度上的散射光的强弱来勘探是否有烟雾颗粒进入，在接纳端经过光电转化、滤波、扩大、模数转化等处理，从而将烟雾浓度的模仿改变转化成数字量，交由单片机进行处理。当烟雾浓度增大到设定值时，勘探器报警。
在笔者参加的项目中，要求开发一套依据总线式作业的火灾自动报警体系。在该体系中，总线选用一主多从的拓扑结构。火灾报警操控器作为主机，若干勘探器作为总线上的节点，主机经过总线与很多节点依照特定的协议进行通讯，一起给节点供电。
依据以上的总线通讯需求及光电感烟的基本原理，在电路规划时，串行通讯口、运放和模数转化器是必不可少的。其次当需求对红外发射进行调制时，最好具有PWM输出功用，不然就只能用守时器来模仿，但守时器模仿的PWM在有总线通讯需求时又无法正常作业。
归纳以上需求并结合项目的本钱规划，在器材选型时，作者选用了瑞萨电子的UPD79F7024芯片作为主控MCU。该芯片内部高速时钟主频可到4MHz，并具有UART口，可满意总线通讯对通讯速率和收发码接口的需求。为将功耗降到最低，一般MCU在绝大部分的运转时刻内应处在SLEEP方式下，当需求通讯或履行检测使命时再醒来全速运转。uPD79F7024内部具有240KHz低速时钟和H1守时器，在SLEEP方式下仍会运转，经过H1守时中止能够十分方便地将MCU从SLEEP方式唤醒。
别的，UPD79F7024内部具有16位高速守时器TM00，可装备成PWM输出方式，用于对红外发射的PWM调制。内部集成5通道8位分辨率的AD转化器和2路运算扩大器，节省了外置运放的本钱。运放输出端内部直接衔接AD转化的输入通道，防止外部搅扰。
图1：硬件组成框图
总线通讯和供电
该部分电路主要由总线信号无极性转化桥D3、专用总线通讯芯片D1及一些维护电路组成，详细组成电路如图2所示。总线信号经过D3、D1进行转化和解调，解调出的信号输入UPD79F7024单片机的RXD脚，在单片机内部将UART装备为中止接纳，在中止服务子程序中按字节收取总线码元。UPD79F7024单片机的UART字节回码信号经过TXD脚输入到D1，经调制后送回总线。为防止总线信号的时序推迟，D3应选用开关速度较快的快康复二极管。维护电路方面，选用了热敏电阻和瞬态按捺二极管对总线进口进行维护，能够别离防护总线错接AC220V和浪涌电压。
图2：总线通讯和供电电路
MCU及外围电路
图3：MCU及外围电路
主控单元MCU及其外围电路的规划，依照UPD79F7024标准书中的阐明衔接即可。
烟雾采样电路
采样电路分为两部分，红外发射电路和红外信号接纳及扩大电路，如图4、5所示。采样时，UPD79F7024的TM00装备为PWM方式，将信号按必定的占空比经过其IR-T脚输出，去操控三极管VT1的导通和截止，使红外发射管VD2发射红外信号，经过调理PWM占空比可操控红外发射强度。因为红外发射功率较大(几百毫安)，故发射时刻不宜过长(防止引起功耗的增大)，依据红外接纳管的特性，一般敞开50~100us即可。为确保发射光强的安稳，红外发射应规划成恒流电路，如图4。当VT1导通时，基极所加电压为5V，设流过VD2的发射电流为I，VD2前向压降为Vf，则有5V-0.7V=I*R5+Vf，依据红外接纳管标准书，选配适宜的限流电阻R5即可。
VD2发射的红外信号被接纳管VD3接纳，经取样电阻R7，被转化为弱小的电压信号，再由UPD79F7024内置的运放扩大。将UPD79F7024的2通道运放规划成级联方式，构成两级沟通负反馈扩大电路。后级运放输出内部直连续8位AD转化器，其采样规模为0-5V，满幅输出255，每个AD字为19.5mv。经光电转化后的运放输入信号约为2-3mv，设定扩大倍数330倍，扩大后即780mv(40AD字)，比较便于程序处理。
图4：红外发射电路
图5：红外接纳和扩大电路
作业状况指示
图6：状况指示电路
作业状况指示部分经过LED指示灯来表明。LED周期性闪亮时表明勘探器正常作业，常亮时表明勘探器报警。该电路经过反激式电感驱动LED，能够简略的经过UPD79F7024的LED_C脚守时输出凹凸翻转的电平信号来操控MOS管VM1。当VM1导通时，电路对电感充电储能，此刻因为LED反接而不会导通;当VM1关断时，电感发生反向感应电动势，其贮存的能量经过LED续流放电，完成点灯。该驱动办法与传统的I/O口直接驱动比较，因为没有串联限流电阻，所以功率较高。
